Ein individuell gestaltbarer 3D-gedruckter Simulator für Gefäße
Der Einsatz von 3D-Druck und dreidimensionalen Modellen ist in verschiedenen Branchen zu einer unverzichtbaren Alternative geworden, darunter auch im Gesundheitswesen. Im Labor ArtefactosLAB der Universität Alicante hat die Gruppe Design in Engineering and Technological Development (DIDET) ein modulares System aus austauschbaren Teilen entwickelt, das mit Hilfe von 3D-Technologien individuell angepasst werden kann. Dieses im 3D-Druckverfahren hergestellte System ermöglicht die Simulation vaskulärer anatomischer Modelle von Arteriennetzen, die für einen bestimmten Patienten angepasst werden können. Dies ist eine neue Entdeckung, die sehr nützlich ist, um reale Eingriffe für verschiedene Pathologien wie Aneurysmen oder Stenosen vorzubereiten und die Betreuung individueller Patienten mit ihren eigenen Merkmalen zu verbessern.
Das System besteht aus zwei Teilen: einer Basis, die die Gefäße stützt und dem Ganzen Stabilität verleiht, und einem Arteriennetz, das die reale Gefäßanatomie simuliert und durch Druck direkt mit der Basis verbunden ist. Die Basis besteht aus einem starren, lichtdurchlässigen Lamellenkörper mit Löchern, die die Konturen der menschlichen Anatomie in der Draufsicht nachbilden. Das Arteriennetz besteht aus austauschbaren Abschnitten, die gesunde oder pathologische Arterien darstellen und eine dreidimensionale Geometrie bilden, die der anatomischen Realität des Patienten entspricht. Die Teile wurden mit Hilfe der Stereolithographie (SLA) hergestellt, wobei Hochleistungsharze verwendet wurden, die stabil, widerstandsfähig, langlebig und sehr präzise sind.
Die Phasen der Gefäßsimulation:
- Analyse des klinischen Falls und Definition des Simulationsprojekts
- Beschaffung von Biomodellen des Patienten
- Entwurf und 3D-Modellierung des Systems
- Herstellung des modularen Systems aus austauschbaren Teilen für die Gefäßsimulation mittels 3D-Druck
- Nachbearbeitung der austauschbaren Abschnitte, die das Arteriennetz bilden
- Zusammenbau und Validierung
Einige der Vorteile dieser Erfindung sind die Vielseitigkeit des Simulators für Gefäße, der einen Teil der Anatomie oder den gesamten menschlichen Körper durch Zusammenfügen der verschiedenen Module teilweise konfigurieren kann, die schnelle Montage und Demontage sowohl der Module als auch der austauschbaren Abschnitte, ein großer Fortschritt in der chirurgischen Planung, der die Analyse komplexer klinischer Fälle ermöglicht, um 3D-Biomodelle aus medizinischen Bildgebungsverfahren des Patienten selbst zu erstellen, und die Transparenz der austauschbaren Abschnitte, die es dem Arzt erlauben, die Position der Läsion zu lokalisieren und mit den entsprechenden Instrumenten entlang des arteriellen Netzwerks auf visuell direkte Weise zu manövrieren. Außerdem ist das Material, aus dem die austauschbaren Abschnitte bestehen, röntgendurchlässig, so dass es mit Hilfe von Radiologiegeräten im Krankenhaus sichtbar gemacht werden kann.
Elemente, die das modulare System der austauschbaren Abschnitte bilden. (Bild: Universität von Alicante)
Dieses Herstellungsverfahren zeichnet sich durch niedrige Material- und Ausrüstungskosten sowie durch die Möglichkeit aus, überall auf der Welt schnell produziert zu werden, wodurch Logistik und Vertrieb eingespart werden. Die Forschergruppe ist auf der Suche nach Unternehmen oder Institutionen, die daran interessiert sind, diese Arbeit der Gesundheitsinnovation fortzusetzen, indem sie das System weiterentwickeln oder andere neue Geräte entwerfen und herstellen. Weitere Informationen über das Projekt finden Sie HIER.
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*Titelbildnachweis: Universität von Alicante
